La computación cuántica

Todos se lamentaban en el pueblo de que el pequeño Heisenberg tuviera un futuro tan incierto

LA COMPUTACIÓN CUÁNTICA

Una amiga me ha sugerido este interesante tema. Le preocupan las consecuencias geopolíticas de que algún país u organización secreta o terrorista pudiera hacerse con semejante tecnología.

He decidido estructurar este post en dos partes. La primera, al estilo clásico, con una charla explicativa de qué es la computación cuántica y una explicación superficial de los conceptos relacionados. Y una segunda parte de unos apuntes de un pequeño curso universitario sobre las bases matemáticas de la computación cuántica.

El primero está al alcance de todo el mundo y se podrá oír en su versión podcast en ivoox y spotify. Y la segunda parte requiere saber algo de álgebra lineal y sólo estará en formato de texto en la web, porque no tiene sentido convertir todas esas fórmulas en voz.

Las fórmulas matemáticas o físicas o de cualquier tipo, tienen una manera muy buena y entretenida de estudiarlas. Primero hay que escribirlas y memorizarlas. Acostumbrarse a las grafías griegas y los símbolos matemáticos inventados a lo largo de toda la historia de la humanidad.

Después hay que entender bien los conceptos que hay detrás de las fórmulas. Dichos conceptos pueden y deben expresarse en forma de corto párrafo de texto al modo de un pequeño pie de página de la fórmula.

Y tercero y mas importante, una vez escrita y memorizada la fórmula, y una vez entendido bien el concepto o idea tras la misma, ojo que esto no es fácil, hay que cerrar los ojos, reclinarse sobre el sillón del despacho o incluso tumbarse en el suelo, y hacer que la fórmula cobre vida. Tenemos que verla, visualizarla, cambiar sus partes, desarrollarla, que se empiecen a escribir desarrollos a partir de ella, pero siempre en nuestra cabeza, en nuestra imaginación. Ya habrá tiempo de unas el lápiz y papel. Y que empiecen a fluir las ideas.

Por tanto, para esta segunda parte del post, lo que recomiendo es ir a la web y verlo allí mismo. No os defraudará el esfuerzo, porque están resumidas todas las bases matemáticas de la computación cuántica en 12 folios escritos a boli, que es como se aprenden las cosas. No falta ni sobra nada de lo esencial, y si asimiláis las fórmulas y los conceptos este tema, que, todo hay que decirlo, es jodidamente difícil, abstracto y escurridizo, no tendrá secretos para vosotros.

La computación cuántica es un conjunto de tecnologías y desarrollos teóricos que giran en torno a la posibilidad real de disponer de una máquina llamada computador cuántico que haría las mismas cosas que un computador clásico pero en unos tiempos increíblemente cortos y resolvería problemas totalmente vedados a la computación clásica.

Hay que decir, y esto nunca se ha ponderado lo suficiente, que a finales de los años 80, la computación cuántica no es que fuera ciencia ficción, es que tenía mucho mas de ficción que de ciencia. Eran solo elucubraciones de determinados científicos vistos como extravagantes por la “ciencia oficial”. Si si, esa misma ciencia que decía que los ovnis no existían, y ahora haciéndose los locos dicen que por supuesto que existen, que ellos nunca lo han puesto en duda.

De la misma manera que los ovnis existen y todo el mundo lo sabe y nunca lo puso en duda, la computación cuántica hoy día es una realidad palpable. Los ordenadores cuánticos reales existen y además hasta se pueden comprar si tienes el dinero suficiente. Bien es verdad que es una tecnología que aún está desarrollándose. Pero es real, existe, está ahí y muchos países han emprendido una carrera frenética por ser los primeros en tener supremacía en este terreno.

No descubriré ningún secreto si digo que el país que encabeza esa carrera es China. Occidente se ha dormido en los laureles como siempre. Y eso que la ciencia de base para la computación cuántica es occidental, como siempre. Y como siempre otros países, como China, Corea o Japón empiezan quedándose con la tecnología occidental, estudiándola, imitándola finalmente mejorándola y ocultándola para ellos. ¿De quién es la tecnología y las inversiones en ciencia básica para vuelos espaciales?. Occidental. Recientemente China ha llegado a la Luna y a Marte a la primera y en 15 días. ¿Han compartido algo de información de esas hazañas y técnicas de las que tanto han chupado?. No han dado ni la hora. Bueno si, nos han dado una cosa llamada coronavirus, que de eso vamos a volver a hablar mas veces por aquí. A ver si espabilamos.

La computación cuántica como su nombre indica, se basa en la física cuántica. la física cuántica es una ciencia experimental, en el fondo toda la física es física cuántica, y como digo, está comprobada experimentalmente hasta el séptimo decimal. Es la ciencia experimental mas avalada por los experimentos y con mas precisión numérica. Es por tanto una ciencia real, verdadera y que no ofrece duda alguna en sus resultados.

Dicha ciencia experimental, la física cuántica, está sostenida por una teoría matemática en la que se basa y que se llama: mecánica cuántica. La mecánica cuántica son pura y llanamente matemáticas.

Históricamente la mecánica cuántica se divide en dos áreas: la mecánica ondulatoria y la mecánica matricial. No son dos teorías diferentes, son teorías equivalentes pero formuladas de manera distinta. En el fondo son la misma teoría pero con distinta estructura matemática.

La computación cuántica utiliza la formulación y el lenguaje de la mecánica matricial. Las matemáticas de base para entender la mecánica matricial es el álgebra lineal. Hay que decir que en un nivel mas fácil que cuando se aplica ese álgebra a problemas de la física cuántica.

La clave para entender un poco la computación cuántica es fijarnos en lo siguiente: En computación clásica manejamos un alfabeto de 2 letras que es el 0 y el 1. Los llamados bits. Con estos dos elementos una ciencia muy reciente, desarrollada en los últimos 70 años llamada informática, es capaz de construir y hacer funcionar unas máquinas llamadas ordenadores que han revolucionado el mundo tal y como lo conocemos.

Para ilustrar hasta qué punto esto es verdad, os voy a contar una anécdota tipo abuelo cebolleta pero muy ilustrativa. El verano en el que aprobé la selectividad, me reuní con muchos amigos y compañeros en la casa de uno de ellos. todos habíamos sacado buenas notas y habíamos aprobado la selectividad, y estábamos allí tomándonos unas cervezas y hablando de lo divino y lo humano.

Y claro, como buenos estudiantes, nuestro tema era la carrera que habíamos elegido cada uno. Allí había futuros médicos, abogados, economistas, ingenieros, médicos, veterinarios y hasta algún filósofo.

Pero no había ningún futuro informático, porque la informática no existía como carrera universitaria en España. Los informáticos eran físicos, matemáticos e ingenieros que la aprendían por su cuenta.

En esa reunión salió el tema de qué carrera era la mas importante de todas. Los futuros abogados defendían que los mas importante era el derecho, los futuros médicos que naturalmente, la medicina y así todo. Yo dije que lo mas importante, lo que determinaría el futuro de la humanidad era la informática, que recuerdo, no existía entonces en España. Yo mismo iba a empezar una ingeniería. Lo mas parecido a un ordenador que circulaba por aquel entonces en España era una calculadora programable casio.

Bueno, pues al final gané la apuesta. Realmente no nos apostamos nada, pero ha sido la informática la que ha transformado el mundo, la sociedad y la economía. Hoy día lo llamamos tecnologías, pero es mentira. Es informática. Los móviles, portátiles, tablets, smartwatches, tv inteligentes no son mas que máquinas con un sistema operativo que ejecutan programas, hoy llamados apps. O sea, informática pura y dura. Las mismas redes sociales no son mas que aplicaciones distribuidas que se ejecutan en esas máquinas. O sea, informática pura y dura.

Hoy en 2021 se nos abre la puerta a una tecnología disruptiva y rompedora que transformará el mundo como en aquella lejana profecía, simplemente yendo mas allá de lo que la tecnología informática clásica ofrece. La posibilidad de utilizar un alfabeto de mas de 2 letras. En efecto la mecánica cuántica puede ir mas allá del 0 y del 1 utilizando un vector de muchos ceros y unos con lo cual sería posible almacenar mucha mas información.

Al mismo tiempo podría aprovecharse de una característica fundamental de las partículas cuánticas y es una suerte de procesamiento multiparalelo. Esto es algo fantástico que va mas allá de cualquier tema de misterio como los tratados en esta web. El ordenador cuántico es tan potente, porque está calculando en muchos universos paralelos y luego es capaz de de arrastrar todas las operaciones a un resultado que solo ocurre en nuestro universo.

La idea es que los bits cuánticos, que no son ceros y unos sino vectores van siendo manipulados por el algoritmo cuántico en estados de superposición, y cuando el cálculo termina, el resultado se muestra en el computador cuántico de nuestro universo. ¿Cuál es el problema entonces?. El problema es que existen muy pocos algoritmos puramente cuánticos, que saquen partido de máquinas cuánticas. poco a poco se van diseñando esos algoritmos, pero no es sencillo hacerlo.

Por otra parte, mantener los bits cuánticos en estado de superposición todos ellos a la vez, requiere de una tecnología que aún se está desarrollando. Esos bits son átomos o electrones que están en el cero absoluto y enjaulados en complejos circuitos. y es muy difícil mantenerlos en ese estado mientras hacemos las operaciones. Pero se hace, se ha logrado y se está mejorando. Recientemente han salido noticias sobre determinados problemas de factorización relacionados con la criptografía que se tardarían siglos en resolver en un computador clásico y que han sido resueltos en minutos en un ordenador cuántico. Todavía es muy pronto, son resultados preliminares, pero se ha hecho, es real, está ahí.

Como decía antes hay muy pocos algoritmos cuánticos. En la parte de desarrollo matemático veremos uno que posibilita la teleportación. Fijaros que los conceptos se vuelven cada vez mas fantásticos y de ciencia ficción. Para el que no lo sepa teleportación es el transporte de algo a una distancia arbitraria a velocidad infinita, saltándonos la teoría de la relatividad. ¿Hay algo mas fantástico y misteriosos que la teleportación?.

Y sin embargo la teleportación se ha logrado con información aunque no con materia. Aún. Existe también algún algoritmo que es capaz de resolver el problema de la factorización de números muy grandes. Este problema es a base de la criptografía actual. Si alguien es capaz de romper las contraseñas de cifrado con un computador cuántico que sea capaz de resolver el problema de la factorización, no va a existir ningún secreto en el mundo: cuentas bancarias, asuntos de gobierno, de grandes empresas, correos electrónicos, software, productos, claves de usuario…todo. Cualquier cosa que vaya con una contraseña será papel mojado y estará al alcance de todo el mundo. Será de dominio público.

Esto es tan así, que actualmente hay grupos de hackers que están almacenando información encriptada para cuando tengan acceso a un computador cuántico y puedan destripar las claves de esos archivos. Están sembrando para el futuro, para nuestra futura ruina, mientras nos dedicamos a ver series y a jugar a la play. 

El día que vacíen nuestras cuentas y las dirijan a las suyas en Gibraltar o las Caimán, sabremos que ya existe un ordenador cuántico plenamente operativo. Y la guardia civil no podrá hacer nada porque habrán hackeado todos sus sistemas devolviéndolos a la era del tricornio, el bigote y la cachiporra.

Va a ser complicado, pero a partir de ahora urge acceder a un modo de vida mas desconectado. Pero qué estoy diciendo. Ya es imposible. No nos queda otra que presentar batalla también en este campo, puesto que si las élites globalistas acceden a la computación cuántica, y están a punto de hacerlo, el dictadurón que van a implantar será épico. Hitler a su lado será como un liberal británico.

.
Anterior
Siguiente
Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
Share on print

El curso de computación cuántica que podéis leer mas arriba es el resultado de unos apuntes que tomé seguidos de una elaboración posterior. Daros cuenta de que no se está implementando ningún lenguaje de programación. El nivel estaría incluso por debajo del código máquina y por supuesto del lenguaje ensamblador.

Está al nivel de las bases matemáticas del diseño de circuitos cuánticos y los algoritmos que se pueden implementar en ellos. La bibliografía es muy grande y en internet hay todo lo que queráis y mas. El curso se puede descargar en pdf aquí.

IBM ha diseñado un simulador de circuitos cuánticos donde se pueden poner en práctica estos conceptos:

https://quantum-computing.ibm.com/

 

 

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.